405 подписчиков

📖 Излучение фемтосекундных лазеров находит широкое применение в биологии и медицине для манипуляций с объектами в наномасштабе и лежит в основе множества методов нано- и микрохирургии. Воздействие на биологический объект осуществляется за счёт нелинейного поглощения импульсов с высокой пиковой интенсивностью, что приводит к формированию плазмы низкой плотности в области воздействия лазерным импульсом.

Развитие методов на основе лазерных технологий невозможно без понимания механизмов взаимодействия лазерного излучения с биологическими объектами – клетками, тканями и их компонентами. Особенно критично это понимание в отношении молекулы ДНК, так как от ее целостности во многом зависит жизнеспособность клетки.

🔬 В совместной работе ученых из ФИЦ ХФ РАН и ФМБЦ им. А.И. Бурназяна были продемонстрированы результаты взаимодействия фемтосекундного лазерного излучения в ближнем ИК диапазоне с ядерными компонентами клеток линии А549 (легочной карциномы).

Целью данной работы послужило иммуноцитохимическое исследование локализации ключевых маркеров репарации двухнитевых и однонитевых разрывов ДНК H2AX и XRCC1 за счет их активации остросфокусированным фемтосекундным лазерным излучением в клетках линии A549.

🧬 В работе были продемонстрированы эффекты, связанные с разрушением ДНК под действием фемтосекундного излучения, зависимость этих эффектов от пиковой интенсивности фемтосекундных импульсов, а так же произведена оценка колокализации белков репарации H2AX и XRCC1 после воздействия на клетки фемтосекундными импульсами с различной энергией.

▫️ Колокализация обоих белков репарации свидетельствует о том, что при воздействии фемтосекундным излучении формируется несколько типов повреждений и, вероятно, активируется несколько систем репарации ДНК. При воздействии импульсами с максимальной энергией – 2 нДж – наблюдались ядра с полным иммуноцитохимическим окрашиванием по обоим маркерам, что может указывать на запуск процесса апоптоза в клетке.

▫️ Принципиальным моментом является воздействие на биологический объект импульсами с меньшей интенсивностью (ниже предела, при котором происходит образование парогазового пузыря), по сравнению с традиционно используемыми в исследованиях в данной области. Это позволяет более остро локализовать воздействие на биологический объект и полностью избежать механического повреждения в результате кавитации или ударной волны.

▫️ Было продемонстрировано, что фемтосекундное лазерное излучение может быть инструментом локальной ионизации биологического материала. Эффекты, возникающие при воздействии фемтосекундных импульсов, в данном случае схожи с эффектами наблюдаемыми при воздействии ионизирующего излучения.

С материалами статьи можно ознакомиться по ссылке

📖 Излучение фемтосекундных лазеров находит широкое применение в биологии и медицине для манипуляций с объектами в наномасштабе и лежит в основе множества методов нано- и микрохирургии.

2 минуты

26 августа 2023